CN110805722A - 自动调节回流三通阀及其混水中心 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动调节回流三通阀及其混水中心，该三通阀包括内设阀腔的阀体，阀体上开设有与阀腔相连通的供水入口、供水出口和回水入口，该供水出口、供水入口和回水入口依次绕阀体周向间隔90°设置；阀腔内转动安装有阀芯，该阀芯与阀腔内壁密封配合；阀芯具有完全遮挡回水入口的直接供水位，部分或不遮挡回水入口的混水供水位，以及完全遮挡供水入口的关水位。本发明的自动调节回流三通阀能够通过调节阀芯的转动角度，可以调节阀芯对回水入口的遮挡程度，从而控制低温水的混入量，实现对最终供水温度进行精确调节的目的。

Description

自动调节回流三通阀及其混水中心

技术领域

本发明属于供暖设施技术领域，具体涉及一种自动调节回流三通阀及其混水中心。

背景技术

地暖是使用十分广泛的供暖设施，目前地暖的热媒通常是热水，由供暖热网输出的热水的温度是相同的，但与热网相连的各个需暖用户对供暖参数的要求却各不相同，因此需要能够对供暖参数进行随时调节。

为了解决上述问题，现有大多家居住宅的供热采暖系统中，都要求安装有能够实现恒定水温功能的恒温混水中心。如公开号为CN203642300U的中国实用新型专利也公开了一种地暖混水装置，该地暖混水装置被设置在高温进水口、低温回水口和分水器入口、集水器出口之间，包括循环泵、止回阀、进水四通、回水三通；其中，进水四通分别连接止回阀出口、高温进水口、分水器入口以及丝堵，回水三通分别连接集水器出口和循环泵入口，该地暖混水装置还包括通过热电阀驱动的三通混水阀、温度探头、液晶温控器、温度压力一体表，其中三通混水阀分别连接低温回水口、止回阀入口和循环泵出口，温度探头设置在进水四通上，液晶温控器分别与热电阀、循环泵启动开关和温度探头电连接，温度压力一体表连接在回水三通上。

该地暖混水装置中所使用的三通混水阀包括阀体、与低温回水口连接的第一通道、与循环泵出口连接的第二通道、与止回阀入口连接的第三通道以及与热电阀连接的阀杆，在第一通道和第二通道之间设有第一通孔，在第二通道和第三通道之间设有第二通孔，在阀杆上设有可封闭第一通孔的第一台阶部和可封闭第二通孔的第二台阶部，且当第一台阶部封闭第一通孔时，第二通孔导通，此时循环泵出口与止回阀入口连通，低温水全部混入高温进水中；当第二台阶部封闭第二通孔时，第一通孔导通，此时循环泵出口与低温回水口导通，低温水全部直接回水。

该地暖混水装置的不足之处在于：三通混水阀只能实现“将低温水全部用于混水”和“将低温水全部回水”这两个功能，不能根据实际要求调节低温水混入高温进水的比例；整个混水装置结构复杂，成本较高。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种能够调节低温回水的混水比例、对供水温度进行精确调节的自动调节回流三通阀及其混水中心。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种自动调节回流三通阀，包括内设阀腔的阀体，所述的阀体上开设有与阀腔相连通的供水入口、供水出口和回水入口，该供水出口、供水入口和回水入口依次绕阀体周向间隔90°设置；

所述的阀腔内转动安装有阀芯，该阀芯与阀腔内壁密封配合；所述的阀芯具有完全遮挡回水入口的直接供水位，部分或不遮挡回水入口的混水供水位，以及完全遮挡供水入口的关水位。

本发明的自动调节回流三通阀具有三种工作状态，通过转动阀芯，可以在这三种工作状态中切换。其中，当阀芯完全遮挡供水入口时，热网不供水；当阀芯完全遮挡回水入口时，自供水入口涌入阀腔的高温水全部从供水出口流出；当阀芯部分或不遮挡回水入口时，自回水入口涌入阀腔的低温水也混入高温水中，从供水出口流出；通过调节阀芯的转动角度，可以调节阀芯对回水入口的遮挡程度，从而控制低温水的混入量，实现对最终供水温度进行精确调节的目的。

在上述的自动调节回流三通阀中，所述的阀腔呈圆柱状，所述的阀芯包括与阀腔内壁滑动且密封配合的柱状本体，该柱状本体上形成有连通供水入口和供水出口的供水流道，以及连通回水入口和供水出口的混水流道。圆柱状阀腔的优势在于结构紧凑，可以在阀腔周向上开设具有较大开口的供水出口、供水入口和回水入口，同时在供水出口、供水入口和回水入口的上下两侧不会多出很多的阀腔空间；水流在阀腔中均是直进直出的状态，这就使得阀腔内几乎不存在缓流区，不容易沉积污垢，因此不需要在阀体上开设排污口。

在上述的自动调节回流三通阀中，所述的柱状本体包括呈圆盘状的上封端和下封端，以及连接上封端和下封端的遮挡部，所述的上封端、下封端和遮挡部围成过水槽，所述的供水流道和混水流道均处于该过水槽内。当柱状本体在阀腔内发生周向转动时，遮挡部所处的位置即决定了阀芯所处的工作状态；处于过水槽上方的上封端与阀腔内壁滑动且密封配合，从而使得水流仅自过水槽中流经，不会溢出至阀腔外侧，降低对阀体与阀盖之间的密封连接要求。而处于过水槽下方的下封端也是与阀腔内壁滑动且密封配合的，一方面是为了维持整个阀芯的结构稳定性而设置的，另一方面还可以在该下封端上设置凸台，在阀腔底面开设与该凸台相适配的第二沉孔，以实现对阀芯的定位。

由于供水出口和回水入口是间隔180°设置的，为了确保过水槽具有较大的周向开口，在上述的自动调节回流三通阀中，所述的遮挡部具有呈扇形的截面，该扇形截面的圆心角角度不大于90度。

圆心角不大于90度的扇形遮挡部使得过水槽是呈回旋状态的，这不利于低温水自回水入口流向供水出口。因此，在上述的自动调节回流三通阀中，所述的遮挡部的顶点自柱状本体的中轴线向背向过水槽的一侧偏离。如此可以降低遮挡部对自回水入口流向供水出口的水流的阻挡。

同时，在上述的自动调节回流三通阀中，所述的遮挡部的顶点处设有第一引流面，该第一引流面分别通过内凹的弧形导流面与遮挡部的外弧面相接。第取代顶点的第一引流面进一步降低遮挡部对自回水入口流向供水出口的水流的阻挡，同时，水流还可以依次沿着弧形导流面、第一引流面、弧形导流面流向供水出口，导流效果佳。

在上述的自动调节回流三通阀中，在阀腔周向上，所述的供水出口和回水入口的开口较大；在阀腔轴向上，所述供水出口和回水入口的开口较小。如此在调节混水温度时，阀芯在供水出口和回水入口处具有较大的旋转角度，使得对混水温度的调节精度更高。

在上述的自动调节回流三通阀中，所述的供水出口和回水入口的开口均呈六边形，在阀腔周向上，该六边形开口的顶角处设有第二引流面，该第二引流面分别与形成该顶角的两个面相接。由于处于阀腔周向上的两个顶角之间的距离最大，这就使得顶角处的空间相对较小；当水流从阀腔内涌出时，极易在该顶角处形成涡旋。截去该顶角形成的第二引流面则有利于消除涡旋，保持水流稳定。

本发明的自动调节回流三通阀还包括与阀体密封连接的阀盖，所述的阀芯带有延伸至阀体外的转轴，所述的阀盖上开设有供该转轴穿过的通孔，所述的阀盖上固定安装有用于驱动转轴转动的驱动机构。

本发明的自动调节回流的混水中心包括混水器、分水器和集水器，所述的分水器与混水器的供水出口相连通，所述的集水器的出水端通过回水三通分别与热网以及混水器的回水入口相连通；

所述的混水器即为上述的自动调节回流三通阀，所述的集水器的出水端设有用于检测回水温度的温度传感器，所述的自动调节回流四通阀中的转轴与驱动机构相连，该驱动机构和温度传感器均与控制器相连。

本发明中，集水器的出水端通过回水三通分别与混水器和热源相连，当混水器中不允许回水进入时，回水即返回热源。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

本发明的自动调节回流三通阀具有三种工作状态，通过转动阀芯，可以在这三种工作状态中切换。其中，当阀芯完全遮挡供水入口时，热网不供水；当阀芯完全遮挡回水入口时，自供水入口涌入阀腔的高温水全部从供水出口流出；当阀芯部分或不遮挡回水入口时，自回水入口涌入阀腔的低温水也混入高温水中，从供水出口流出；通过调节阀芯的转动角度，可以调节阀芯对回水入口的遮挡程度，从而控制低温水的混入量，实现对最终供水温度进行精确调节的目的。

附图说明

图1为本发明自动调节回流三通阀的结构示意图；

图2为本发明自动调节回流三通阀在另一视角下的结构示意图；

图3为本发明自动调节回流三通阀的爆炸结构示意图；

图4为本发明自动调节回流三通阀的回水入口侧的结构示意图；

图5为图3中阀芯在另一视角下的结构示意图；

图6为本发明自动调节回流混水中心的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细说明。

实施例1

如图1、图2和图3所示，本实施例一种自动调节回流三通阀，包括内设阀腔11的阀体1，该阀腔11呈圆柱状，绕阀体1外周间隔90度依次设有与该阀腔11相连通的供水入口12、供水出口13和回水入口14。供水入口12处还带有用于连接热源的热网200热网200供水管接口15，供水出口13处则带有用于连接分水器300的用户供水管接口16，回水入口14则带有用于连接集水器500的用户回水管接口17；热网200热网200供水管接口15、用户供水管接口16和用户回水管接口17均是与阀体1一体成型而成的。

本实施例中，阀腔11的其中一端封闭，而在阀腔11的另一端，阀体1通过法兰连接件3固定连接有阀盖2，阀盖2具有延伸至阀腔11内的凸柱21，该凸柱21与阀腔11内壁之间滑动且密封配合。

如图3所示、结合图1和图2可见，该法兰连接件3包括与阀体1一体成型的第一法兰31，与阀盖2一体成型的第二法兰32，其中，第二法兰32上设有若干外螺纹孔32a，而第一法兰31上则设有与各外螺纹孔32a一一对应的螺纹槽31a，通过在外螺纹孔32a和螺纹槽31a之间安装外紧固螺栓(图中未示出)，即可实现阀体1和阀盖2的固定连接。

如图3所示、结合图1和图2可见，本实施例的自动调节回流三通阀还包括阀芯4，该阀芯4包括与阀腔11转动且密封配合的柱状本体41，以及与柱状本体41一体成型的转轴42，该转轴42自阀腔11延伸至阀盖2外侧；阀盖2的中心开设有供转轴42穿过的通孔22，该通孔22贯穿第一法兰31和凸柱21，转轴42与通孔22转动且密封配合。

该转轴42处于阀盖2外侧的部分与驱动机构(图中未示出)的动力输出端相连，该驱动机构用于驱使转轴42和柱状本体41转动；第二法兰32上开设有处于通孔22外周的第一沉孔32b，以及沿第二法兰32周向布置的若干内螺纹槽32c，第一沉孔32b和内螺纹槽32c即用于将该驱动机构固定在阀盖2上。

由图3和图5可见，本实施例中，该柱状本体41包括呈圆盘状的上封端41a和下封端41b，以及连接上封端41a和下封端41b的遮挡部41c，上封端41a、下封端41b和遮挡部41c围成过水槽41d。转轴42即是设于上封端41a的顶面中心处的，而如图5所示，下封端41b的底面还一体成型有与转轴42同轴设置的凸台41e，阀腔11底面处则设有用于容纳该凸台41e的第二沉孔18，转动配合的凸台41e和第二沉孔18可以进一步地对阀芯进行定位。

过水槽41d是允许供水入口12和供水出口13之间、回水入口14和供水出口13之间相互连通的，而遮挡部41c则用于遮挡供水入口12、供水出口13和/或回水入口14，以使得阀芯4在关水位(供水入口12被完全遮挡)、直接供水位(回水入口14被完全遮挡)和混水供水位(回水入口14被部分遮挡或不被遮挡)这三个工作状态之间切换。在混水供水位，回水入口14与供水出口13之间是相互连通的，由于供水出口13和回水入口14是间隔180°设置的，为了确保过水槽41d具有较大的周向开口，本实施例中的遮挡部41c具有呈扇形的截面，该扇形截面的圆心角角度不大于90度。

圆心角不大于90度的扇形遮挡部41c使得过水槽41d是呈回旋状态的，这不利于低温水自回水入口14流向供水出口13。因此，如图3和图4所示，本实施例将遮挡部41c的顶点自柱状本体41的中轴线向背向过水槽41d的一侧偏离，使遮挡部41c不正处于回水入口14和供水出口13的中轴线上；同时，还将扇形遮挡部41c的顶点截去、在原来的顶点位置处形成了第一引流面41f；如此可以降低遮挡部41c对自回水入口14流向供水出口13的水流的阻挡。

如图3所示，第一引流面41f分别通过内凹的弧形导流面41g与遮挡部41c的外弧面41h相接，自回水入口14涌入过水槽41d的水流会依次沿着弧形导流面41g、第一引流面41f、弧形导流面41g流向供水出口13，导流效果佳。

如图1和图3所示，本实施例的阀体1上，供水入口12的开口是呈圆形的，而供水出口13和回水入口14的形状则与供水入口12不相同，具体是：在阀腔11周向上，供水出口13和回水入口14的开口较大；而在阀腔11轴向上，供水出口13和回水入口14的开口较小。如此在调节混水温度时，阀芯4在供水出口13和回水入口14处具有较大的旋转角度，使得对混水温度的调节精度更高。

由图2和图4所示，本实施例中，供水出口13和回水入口14的开口均呈六边形，在阀腔11周向上，该六边形开口的顶角处设有第二引流面19，该第二引流面19分别与形成该顶角的两个面20相接。由于处于阀腔11周向上的两个顶角之间的距离最大，这就使得顶角处的空间相对较小；当水流从阀腔11内涌出时，极易在该顶角处形成涡旋。截去该顶角形成的第二引流面19则有利于消除涡旋，保持水流稳定。

本实施例一种自动调节回流三通阀的工作原理为：

当阀芯4的遮挡部41c完全遮挡供水入口12时，供水出口13无出水、回水入口14无回水，则三通阀被关闭，不供水；当遮挡部41c完全遮挡回水入口14时，自供水入口12涌入阀腔11的高温水全部自供水出口13流出，用于用户供暖；当供暖温度过高时，阀芯4转动，解除对回水入口14的完全遮挡，使低温水进入阀腔11，并自供水出口13流出，实现混水的目的，以降低供暖温度；根据供暖温度的降低程度，通过转动阀芯4，调节阀芯4对回水入口14的遮挡程度，控制低温水的回水量，从而实现对供暖温度的精确调节。

实施例2

如图6所示，本实施例一种自动调节回流的混水中心，包括混水器100，该混水器100即为实施例1的自动调节回流三通阀，该混水器100的供水入口12与热网200相连，供水出口13与分水器300相连，分水器300则通过若干分水管400与集水器500相连，各个分水管400则是被布施在各个用户房间内；集水器500的出水端通过回水三通600分别与热网200以及混水器100的回水入口14相连通。

集水器500的出水端还设有用于检测回水温度的温度传感器700，混水器100的阀盖2上安装有与转轴42相连的驱动机构(图中未示出)，该驱动机构和温度传感器700均与控制器(图中未示出)相连。其中，控制器用于接收温度传感器700的输出信号，并根据该输出信号向驱动机构发出指令，带动阀芯4转动，对遮挡部41c所处位置进行调整。

本实施例一种自动调节回流的混水中心的工作原理为：

供暖开始时，高温水全部进入分水器300中，此时混水器100处于直接供水位；当温度传感器700检测到的回水温度处于阈值以下时，回水入口14不开启，低温水全部返回热网200；当温度传感器700检测到回水温度高于阈值时，控制器则启动驱动机构，驱使混水器100自直接供水位切换至混水供水位，开启回水入口14，低温水进入混水器100中混水，降低进入分水器300的水流温度。

Claims (10)

1.一种自动调节回流三通阀，包括内设阀腔(11)的阀体(1)，其特征在于，所述的阀体(1)上开设有与阀腔(11)相连通的供水入口(12)、供水出口(13)和回水入口(14)，该供水出口(13)、供水入口(12)和回水入口(14)依次绕阀体(1)周向间隔90°设置；

所述的阀腔(11)内转动安装有阀芯(4)，该阀芯(4)与阀腔(11)内壁密封配合；所述的阀芯(4)具有完全遮挡回水入口(14)的直接供水位，部分或不遮挡回水入口(14)的混水供水位，以及完全遮挡供水入口(12)的关水位。

2.如权利要求1所述的自动调节回流三通阀，其特征在于，所述的阀腔(11)呈圆柱状，所述的阀芯(4)包括与阀腔(11)内壁滑动且密封配合的柱状本体(41)，该柱状本体(41)上形成有连通供水入口(12)和供水出口(13)的供水流道，以及连通回水入口(14)和供水出口(13)的混水流道。

3.如权利要求2所述的自动调节回流三通阀，其特征在于，所述的柱状本体(41)包括呈圆盘状的上封端(41a)和下封端(41b)，以及连接上封端(41a)和下封端(41b)的遮挡部(41c)，所述的上封端(41a)、下封端(41b)和遮挡部(41c)围成过水槽(41d)，所述的供水流道和混水流道均处于该过水槽(41d)内。

4.如权利要求3所述的自动调节回流三通阀，其特征在于，所述的遮挡部(41c)具有呈扇形的截面，该扇形截面的圆心角角度不大于90度。

5.如权利要求4所述的自动调节回流三通阀，其特征在于，所述的遮挡部(41c)的顶点自柱状本体(41)的中轴线向背向过水槽(41d)的一侧偏离。

6.如权利要求4所述的自动调节回流三通阀，其特征在于，所述的遮挡部(41c)的顶点处设有第一引流面(41f)，该第一引流面(41f)分别通过内凹的弧形导流面(41g)与遮挡部(41c)的外弧面(41h)相接。

7.如权利要求1-6中任意一项所述的自动调节回流三通阀，其特征在于，在阀腔(11)周向上，所述的供水出口(13)和回水入口(14)的开口较大；在阀腔(11)轴向上，所述供水出口(13)和回水入口(14)的开口较小。

8.如权利要求7所述的自动调节回流三通阀，其特征在于，所述的供水出口(13)和回水入口(14)的开口均呈六边形，在阀腔(11)周向上，该六边形开口的顶角处设有第二引流面(19)，该第二引流面(19)分别与形成该顶角的两个面相接。

9.如权利要求1-6和8中任意一项所述的自动调节回流三通阀，其特征在于，还包括与阀体(1)密封连接的阀盖(2)，所述的阀芯(4)带有延伸至阀体(1)外的转轴(42)，所述的阀盖(2)上开设有供该转轴(42)穿过的通孔(22)，所述的阀盖(2)上固定安装有用于驱动转轴(42)转动的驱动机构。

10.一种自动调节回流的混水中心，包括混水器(100)、分水器(300)和集水器(500)，所述的分水器(300)与混水器(100)的供水出口(13)相连通，所述的集水器(500)的出水端通过回水三通(600)分别与热网(200)以及混水器(100)的回水入口(14)相连通；

其特征在于，所述的混水器(100)为如权利要求1-9中任意一项所述的自动调节回流三通阀，所述的集水器(500)的出水端设有用于检测回水温度的温度传感器(700)，所述的自动调节回流四通阀中的转轴(42)与驱动机构相连，该驱动机构和温度传感器(700)均与控制器相连。

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